第 6 讲 · 多分支与逻辑运算符

💡

本节课目标

用 else if 把判断从两条路扩展到多条路，理解它“一旦命中就跳过其余”的执行规则；再用 &&、||、! 把多个条件组合成一个，写出“区间判断”这类更复杂的逻辑。

开场

两条路不够用

📖 理论讲解

多条路的场景

上节课的 if / else 只能选两条路。但现实里常有三条、四条甚至更多：成绩分 A / B / C / D / E 五档，年龄分婴儿 / 儿童 / 少年 / 成年 / 老年。

上节课练习里“两个数相等”的第三种情况，本质也是同样的问题—— if / else 给不出第三条路。今天就来解决它。

第一段

else if：串起多条路

📖 理论讲解

语法：在 if 和 else 之间插入更多判断

在 if 和 else 之间插入 else if (条件)，就能多出一条路。可以连续写很多个 else if。

Python

Python：elif 是一个独立关键字

if age < 1:

elif age < 12:

else:

C++

C++：else 和 if 是两个词

if (age < 1) {

} else if (age < 12) {

} else {

age_classifier.cpp CPP

#include <iostream>

int main() {
    int age;
    std::cout << "请输入年龄：";
    std::cin >> age;

    if (age < 1) {
        std::cout << "婴儿" << std::endl;
    } else if (age < 12) {
        std::cout << "儿童" << std::endl;
    } else if (age < 18) {
        std::cout << "少年" << std::endl;
    } else if (age < 60) {
        std::cout << "成年" << std::endl;
    } else {
        std::cout << "老年" << std::endl;
    }
    return 0;
}

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执行规则：命中就停

从上到下逐个判断，第一个成立的分支执行后，其余全部跳过—— 哪怕后面的条件也成立。这条规则是今天最重要的一句话。

⚡ 动手实操约 15 分钟

猜输出：这两种写法错在哪

下面两段代码都是上面年龄分类器的“变体”。分别代入 age = 5、 12、70，猜一猜各自会输出什么：

wrong_order.cpp CPP

if (age < 60) {
    std::cout << "成年" << std::endl;
} else if (age < 18) {
    std::cout << "少年" << std::endl;
} else if (age < 12) {
    std::cout << "儿童" << std::endl;
} else if (age < 1) {
    std::cout << "婴儿" << std::endl;
} else {
    std::cout << "老年" << std::endl;
}

no_else.cpp CPP

if (age < 1) {
    std::cout << "婴儿" << std::endl;
}
if (age < 12) {
    std::cout << "儿童" << std::endl;
}
if (age < 18) {
    std::cout << "少年" << std::endl;
}
if (age < 60) {
    std::cout << "成年" << std::endl;
}
if (age >= 60) {
    std::cout << "老年" << std::endl;
}

⚠️

揭晓

wrong_order：顺序反了。age < 60 排在最前面， 5 岁、12 岁都满足这一条，于是统统被判成“成年”，更精确的分支再也没机会执行。

no_else：去掉了 else，每个 if 各自独立判断。而这些条件本来就不互斥——5 岁同时满足 <12、<18、<60，于是连续输出三行。

else if 链真正的意义：条件要按从特殊到一般排列，而且“命中就跳过其余”这条规则，正是让分支彼此互斥的关键。

📖 理论讲解

else if 的真面目：嵌套 if

else if 链其实是嵌套 if 的简写——每个 else 后面紧跟一个 if，只是被代码格式“拉平”了，本质没变：

nested_if.cpp CPP

// 写法一：else if 链
if (score >= 90) {
    std::cout << "优秀" << std::endl;
} else if (score >= 60) {
    std::cout << "及格" << std::endl;
} else {
    std::cout << "不及格" << std::endl;
}

// 写法二：嵌套 if，和写法一完全等价
if (score >= 90) {
    std::cout << "优秀" << std::endl;
} else {
    if (score >= 60) {
        std::cout << "及格" << std::endl;
    } else {
        std::cout << "不及格" << std::endl;
    }
}

⚠️

嵌套时省略大括号：悬挂 else

既然 else if 本质是嵌套，那嵌套的 if 如果省略大括号， else 会配对给离它最近、还没被配对的 if—— 不一定是程序员以为的那个：

dangling_else.cpp CPP

int score = 75;   // 75 分，本该是“及格”

// 写法一：省略大括号——else 配对到最近的 if (score >= 90)
if (score >= 60)
    if (score >= 90)
        std::cout << "优秀" << std::endl;
    else
        std::cout << "不及格" << std::endl;
// 输出：不及格 —— 75 分被判成了不及格！

// 写法二：补上大括号——else 才配对到外层 if (score >= 60)
if (score >= 60) {
    if (score >= 90) {
        std::cout << "优秀" << std::endl;
    }
} else {
    std::cout << "不及格" << std::endl;
}
// 75 >= 60，进入大括号；90 不满足，什么都不输出——这才对

这也是为什么上节课建议大括号总是写上——嵌套层数一多，悬挂 else 很难一眼看出。

第二段

&& 和 ||：组合多个条件

📖 理论讲解

为什么需要组合条件

“成绩在 60 到 80 之间”——单靠一个比较运算符做不到，需要把两个条件合起来判断。 &&（与）要求两边都成立，||（或）只要一边成立：

a	b	`a && b`	`a \|\| b`
1	1	1	1
1	0	0	1
0	1	0	1
0	0	0	0

range_and.cpp CPP

int score = 75;

if (score >= 60 && score < 80) {
    std::cout << "中等" << std::endl;     // 75 满足：>= 60 且 < 80
}

weekend_or.cpp CPP

int day = 6;

if (day == 6 || day == 7) {
    std::cout << "周末" << std::endl;     // 6 满足第一个条件，整体就是 true
}

💡

优先级

比较运算符（>= 等）的优先级高于 &&， && 又高于 ||。表达式复杂时不必死记，直接加括号最稳妥。

⚠️

陷阱：60 <= score <= 80 这样写对吗？

这行代码能编译通过，但意义完全不对：

chained_compare_trap.cpp CPP

int score = 95;

std::cout << (60 <= score <= 80) << std::endl;
// 计算顺序：先算 60 <= score，结果是 true（即 1）
// 再算 1 <= 80，结果还是 true
// 所以不管 score 是多少，几乎都输出 1！

std::cout << (score >= 60 && score <= 80) << std::endl;
// 这才是真正的“60 到 80 之间”，正确写法

根源还是上节课讲的条件本身是一个值——60 <= score 算出的 true/false（即 1/0）又被拿去跟 80 比较，跟“区间”毫无关系。

✅

学有余力：短路求值

&& 和 || 会“算到能确定结果就停”：左边已经决定了整体结果，右边就不会再算。这能避免一些错误：

short_circuit.cpp CPP

int a = 10, b = 0;

if (b != 0 && a / b > 2) {
    std::cout << "比较结果" << std::endl;
}
// b != 0 已经是 false，&& 后面的 a / b 不会再被计算
// 否则 a / b 就是除以 0，程序会出错

第三段

!：取反

📖 理论讲解

把条件反过来

! 放在条件前面，把 true 变 false、 false 变 true。常用于“校验输入是否不合法”这类场景：

not_operator.cpp CPP

bool isAdult = (age >= 18);

std::cout << !isAdult << std::endl;   // 取反：成年时输出 0，未成年时输出 1

if (!(score >= 0 && score <= 100)) {
    std::cout << "分数输入错误" << std::endl;
}

了解即可：!(a && b) 和 !a || !b 是等价的（德摩根定律），不要求记忆，遇到时知道怎么回事就好。

实战

动手做两个判断器

练习 6-1

温度分级

读入一个整数温度，按下表分五档输出：

低于 0：寒冷
0 到 10（不含 10）：冷
10 到 22（不含 22）：凉爽
22 到 30（不含 30）：温暖
30 及以上：炎热

要求：用 else if 链实现，不要用独立的 if。

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想一想

条件可以从“低到高”用 < 写，也可以从“高到低”用 >= 写—— 两种顺序都行，但顺序和比较方向必须搭配一致，否则就会遇到本节课开头的“顺序陷阱”。

练习 6-2

闰年判断器

读入一个年份，判断它是否为闰年。

闰年规则：能被 4 整除且不能被 100 整除，或者能被 400 整除。

要求：用一个 if 条件，把 && 和 || 组合起来表达这条规则（回忆第 2 讲的 % 取余）。

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提示

先分别写出“能被 4 整除且不能被 100 整除”和“能被 400 整除”两个子条件，再用 || 连接。要不要给 && 部分加括号？试着去掉括号看看结果是否变化。

收尾

小结

📖 理论讲解

这节课你掌握了

能力	用到的工具
三条以上路径选一条	`if / else if / else`
判断顺序与互斥性	从特殊到一般排列，命中即跳过其余
组合多个条件	`&&`、`\|\|`
反转条件	`!`

最该记住的一句话：else if 链一旦命中就跳过其余，所以条件的顺序和互斥性都很重要；最该警惕的一个坑：60 <= score <= 80 在 C++ 里能编译，但意义不对。

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下节课预告

这节课的 else if 和 &&，下节课会在一个完整项目里综合起来—— 写一个成绩等级判断器，把分数分成 A / B / C / D / E 五档。